Estação meteorológica offline Arduino: 18 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:36

Resumo

Nas últimas várias vezes, quando compro termômetro, vi que quase sempre há diferença nos valores. Minha tarefa era acompanhar a temperatura e a umidade dentro do quarto do meu bebê. Também houve problema ao ler os valores da faixa de 2-3 metros na maioria dos termômetros e eu precisava me levantar para ver o valor da temperatura, o problema que eu tenho com a maioria dos termômetros é a luz. Outro problema é que não consigo ver o valor da temperatura porque está sem luz de fundo para economizar energia. Não quero economizar energia, só preciso de algumas horas de armazenamento de energia para que este dispositivo funcione se a linha de energia principal desligar.

Então eu tive uma ideia:

- Para criar termômetro com permissão para alterar o valor da temperatura.

- Que pode ser com backlight e Colors.- Para combinar todos os materiais que os termômetros regulares possuem: (RTC, Battery, Min Max t, etc) - E ter recursos adicionais como Seasons e Holidays

Então eu comecei o projeto antes de 1 ano. A parte do software levou vários meses para ser concluída. Criei várias versões do software e nas últimas 2 semanas concluí o projeto.

Informações do software do dispositivo

Código e bibliotecas do Arduino:

O código também é carregado na etapa Código.

https://github.com/stlevkov/KT2_144

https://github.com/stlevkov/Arduino-Libraries

Recursos do dispositivo

• Página de inicialização - mostrando a data e hora do último upload de firmware.
• Página inicial - mostrando hora, data, ícone da bateria, ícone da temperatura, valor da temperatura, valor da umidade, Tmax, Tmin, estações, feriados, indicador USB quando conectado.
• Página do Menu - com menus Temp, Relógio, Bateria, Sobre, Voltar
• Página de temperatura - permite calibrar o sensor DHT
• Página do relógio - permite editar a hora e a data
• Página da bateria - mostrando informações da bateria, porcentagem, tensão mV, status de carregamento
• Sobre a página - mostrando informações para o autor
• Função Voltar para sair do menu
• Painéis transparentes
• RTC longa vida
• Bateria de lítio - até ~ 9 horas (450mAh)
• Indicador de bateria fraca - mostrando o ícone em vermelho ~ 5 min restantes.
• Cores diferentes para - baixa, média, alta temperatura
• Mensagens de feriados e temporadas
• Soquete programável - na parte de trás
• Interface do usuário - usando codificador rotativo

O verso com a placa não será coberto, porque eu quero que o bebê veja e toque na placa, enquanto o dispositivo está desligado. Você pode criar algum tipo de capa para a parte de trás da placa.

Etapa 1: esboce o dispositivo, desenhe a ideia inicial

Decida o que ter - quantas páginas, menus, como alterar os menus e as páginas.

Se você tiver outras idéias, pode alterá-las com o código do arduino.

Decida de que forma você deseja e o que pode ser feito facilmente. Primeiro escolho a impressão 3D, mas depois decido usar um material simples.

A ideia é ter paredes transparentes na parte superior e na parte inferior, você também pode criar uma caixa mais fina.

Portanto, as principais partes da caixa são:

1. Frente - com visor e codificador rotativo
2. Certo - com o módulo RTC
3. Esquerda - com o Módulo DHT
4. Costas - com o lado oposto do tabuleiro
5. Parte superior - transparente com a bateria de 3,7 V e o botão liga / desliga
6. Inferior - Transparente

Etapa 2: Escolha os componentes certos

1. TP4056 Carregador Micro USB 5V 1A 18650 Placa de Carregamento de Bateria de Lítio - Ebay
2. Módulo de tela LCD TFT 65K de 1,44 "128x128 SPI Full Color ST7735 - Ebay
3. Módulo Codificador Rotativo KY-040 para Arduino - Ebay
4. DHT22 AM2302 Sensor Digital de Temperatura e Umidade - Ebay
5. Módulos Tiny RTC I2C 24C32 Memória DS1307 Placa de Módulo RTC de Relógio em Tempo Real - Ebay
6. Pro Micro Controller Board ATmega328P 16 MHz Arduino Pro Mini Module - Ebay

7. Bateria recarregável lipo 3,7V 450mAh - Ebay

8. 6 pinos 2 posições DPDT liga / desliga mini interruptor - Ebay
9. CR2032 CR 2032 3V bateria botão de célula tipo moeda - Ebay
10. Protótipo de Solda 10x22cm Placa PCB de Cobre Universal de Lado Único - Ebay
11. Macho e fêmea 40 pinos 2,54 mm Header Socket Faixa de linha única - Ebay

Etapa 3: Prepare o diagrama de fiação

O diagrama mostra a conectividade dos sensores semelhantes, enquanto a tela é quase a mesma.

Para o uso correto do pino, consulte o código do Arduino na etapa Código.

Baixe o arquivo fritzing para obter mais detalhes sobre a pinagem. Passe o mouse sobre os pontos do diagrama para ver os pinos exatos dos módulos.

Etapa 4: Informações adicionais antes de iniciar - Consumo de energia

O projeto usa bateria de 450mAh, mas dá para usar maior. Basta dar uma olhada no consumo de energia para escolher e calcular a bateria certa para horas específicas de uso. Ao usar 450mAh, o dispositivo pode funcionar aprox. 9 horas.

Em modo inativo, o dispositivo está funcionando com cerca de 0,102A - Nenhuma otimização de economia de energia é feita aqui

Quando o botão é pressionado, a alta corrente é aplicada e fica em torno de 0,177A.

Etapa 5: conectar a tela

O monitor está usando SPI para conexão.

Há uma biblioteca de frutas para este driver ST7735.

Etapa 6: conectar o módulo RTC

Criar modificação de PCB para usar a bateria CR2032.

• Remover D1
• Remover R4
• Remover R5
• Remover R6
• R6 curto

Mais informações sobre esta modificação podem ser encontradas aqui.

Etapa 7: prenda a parede frontal com o visor, RTC, bateria e codificador giratório

Se você deseja inicializar o dispositivo, basta fazer o upload do código da etapa Código e seguir as outras etapas enquanto altera e anexa as novas peças.

Etapa 8: preparar paredes transparentes

Eu uso plexi de 3 mm. Você pode usar material transparente semelhante. Eu uso apenas um para o lado inferior.

Etapa 9: Crie a parede direita

Crie a parede do lado direito. Use o tamanho CR2032 para o furo.

Etapa 10: crie a parede do lado esquerdo

Crie a parede do lado esquerdo. Use o tamanho do Módulo DHT para o orifício.

Etapa 11: Crie o soquete com a placa universal e os trilhos, conecte o RTC, o codificador, a tela e a tela

Conecte e solde todos os pinos seguindo o diagrama de fios. Você pode usar o Arduino UNO com o esboço vazio instalado para programar o Arduino Mini. Pinos necessários:

• VCC 5V
• GND
• RX
• TX
• REDEFINIR

Não se esqueça de desconectar a bateria de 3,7 V nestas etapas se você carregar o esboço antes de terminar com as peças.

Etapa 12: ligue antes de continuar

Neste ponto, você poderá ligar o dispositivo e usar todas as funções.

Use a visualização do vídeo para ver qual era o software na versão 1.1. Também há um link github na etapa de resumo para ver a atualização mais recente.

Ligue o dispositivo antes de continuar com as outras etapas antes de fechar a tampa superior, verifique se ele funciona normalmente.

Etapa 13: Adicione TP4056 e a bateria, solde o interruptor deslizante, adicione o fio de carga ao pino 5, solde o soquete programável traseiro

Após cada soldagem, teste o sistema, verifique se as peças estão funcionando bem antes de continuar.

Etapa 14: Crie a capa superior

Eu uso a folha de plexi de 0,5 mm da caixa do banco de energia.

Etapa 15: Código

Use os parâmetros na seção init para definir suas preferências.

Para as férias, eu uso o búlgaro. Você pode editar a matriz usando os feriados em seu país.

O aparelho está mostrando 4 temporadas, edite-as no código de preferência para sua localização.

Se seus sensores forem diferentes, siga as definições dos pinos e edite-os no código. Deixei quase todos os comentários das linhas para melhor compreensão do código.

Plataformas testadas:

• Arduino UNO
• Arduino Pro Mini

Pegue as bibliotecas que você precisa do repositório, use-as, definidas no esboço.

Etapa 16: Teste o dispositivo antes dos toques finais

O dispositivo é perfeito, o meu está calibrado em -4 * C, usei meu ar condicionado Toshiba, 2 termômetros de parede simples e dois termômetros digitais para calibrá-lo. Se o seu sensor mede valores diferentes, agora você pode modificá-lo.

Etapa 17: visualização da interface

Não se esqueça de editar as informações do Firmware na seção init do código para mostrar suas credenciais ou deixe-as como estão.